沉積岩的形成是一個複雜的過程，主要包括以下幾個階段：
風化和剝蝕作用。母岩（如岩漿岩、變質岩和古老沉積岩）因地球運動進入表生作用帶後，與大氣、水和生物接觸，產生物理化學變化，形成鬆散堆積物。這些母岩的風化產物，包括碎屑物質、粘土物質和溶解物質，被水、冰等介質搬運和沉積。
搬運和沉積作用。風化後的產物被水流、風、冰川等自然力量搬運到河流、湖泊、海洋等低窪地方沉積下來。這一過程中，碎屑物質會根據重量大小依次沉積，形成機械分異作用。
沉積物的固結成岩作用。沉積物經過長期的壓實、膠結、重結晶等地質作用後，形成堅固的岩石。這一過程中，粘土物質通過壓固作用變硬，碎屑物質通過膠結作用結合在一起，而沉積物的礦物則通過重結晶作用改變原有礦物的結構和質點排列。
沉積岩的形成不僅涉及物理和化學過程，還包括生物過程，如生物沉積作用可以幫助溶解物質大量沉澱，形成重要的礦物和化石。